(57)【要約】【課題】ドリフトピンとドリフトピン用キャップとの間にその間を熱伝導の面から分断する空気層を設けて、断熱性能を向上させることができるドリフトピン用キャップおよびその使用方法を提供すること。【解決手段】ドリフトピン用キャップ４は、ドリフトピン１の反対側となる表面側から叩かれる等して押されるキャップ頭部４１と、キャップ頭部４１の裏面側からピン孔２２ａ側に向かって突出して設けられ、ピン孔２２ａの内周面に外周面が密接する外周凸部４２と、その外周凸部４２の内側であって外周凸部４２との間に空間部４４を確保しつつキャップ頭部４１の裏面側からピン孔２２ａ側に向かって突出して設けられた中央凸部４３とを有する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
木部材のピン孔と接合金具のピン孔とが一致するように木部材の接合部分に接合金具を組み込み、木部材のピン孔と接合金具のピン孔とを貫通するようにドリフトピンを挿入した後、そのピン孔に装着される合成樹脂製のドリフトピン用キャップであって、
ドリフトピンの反対側となる表面側から叩かれる等して押されるキャップ頭部と、キャップ頭部の裏面側からピン孔側に向かって突出して設けられ、ピン孔の内周面に外周面が密接する外周凸部と、その外周凸部の内側であって外周凸部との間に空間部を確保しつつキャップ頭部の裏面側からピン孔側に向かって突出して設けられた中央凸部とを有することを特徴とするドリフトピン用キャップ。
【請求項２】
請求項１記載のドリフトピン用キャップにおいて、
キャップ頭部と中央凸部との間には、テーパー部が設けられていることを特徴とするドリフトピン用キャップ。
【請求項３】
請求項１または請求項２記載のドリフトピン用キャップにおいて、
外周凸部より中央凸部の方がピン孔に向かって突出していることを特徴とするドリフトピン用キャップ。
【請求項４】
請求項１または請求項２記載のドリフトピン用キャップにおいて、
前記外周凸部の外周には、外側に突出しピン孔の内径より外径が大きいストッパ部が設けられていることを特徴とするドリフトピン用キャップ。
【請求項５】
木部材のピン孔と接合金具のピン孔とが一致するように木部材の接合部分に接合金具を組み込み、木部材のピン孔と接合金具のピン孔とを貫通するようにドリフトピンを挿入した後、そのドリフトピンに中央凸部の先端が当接するように請求項１〜請求項４のいずれか一の請求項に記載のドリフトピン用キャップをピン孔に装着し、その後、ドリフトピン用キャップのキャップ頭部を叩きドリフトピンをより中へ移動させることを特徴とするドリフトピン用キャップの使用方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、木部材のピン孔と接合金具のピン孔とを貫通するようにドリフトピンを挿入した後、そのピン孔に装着される合成樹脂製のドリフトピン用キャップおよびその使用方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
木質構造において、木部材のピン孔と接合金具のピン孔とが一致するように木部材の接合部分（仕口）に接合金具（連結用金具）を組み込み、木部材のピン孔と接合金具のピン孔とを貫通するようにドリフトピンをその先端側から挿入するドリフトピンを用いた工法は、着実に増えており、今後も増加傾向にある（例えば、特許文献１参照。）。なお、ドリフトピンとは、円柱状の鋼製ピンで先端にテーパ一部を有し、固定ピンとも呼ばれる。しかし、工法の特性上、ドリフトピンが建物の屋外面から屋内面に貫通する必要があり、この部分が熱橋(ヒートブリッジ)になってしまう。その結果、熱の伝達が発生する他、ドリフトピンの周辺で結露が発生する可能性が高く、温環境に悪影響が発生するという問題があった。そのため、ドリフトピンの後端に合成樹脂などの断熱材を設け、断熱効果を維持し、結露の発生を防止する建築用接合部材のドリフトピンも提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４７７６０４２号公報
【特許文献２】実用新案登録第３０４７０３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献２に記載された従来の補強構造では、ドリフトピンの後端に合成樹脂などのドリフトピン用キャップ（断熱材）を設けることにより、断熱効果の向上を企図しているものの、ドリフトピン後端が合成樹脂製のドリフトピン用キャップに接しているので、キャップの素材が金属材料に比べて熱伝導率が低いとは言っても、ドリフトピン用キャップからドリフトピンに熱が直接伝達され、断熱性能が十分に発揮できないという問題がある。
【０００５】
そこで、本発明は、このような問題点に着目してなされたもので、ドリフトピンとドリフトピン用キャップとの間にその間での熱伝導を効果的に分断する空気層を設けて、断熱性能を向上させることができるドリフトピン用キャップおよびその使用方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明に係るドリフトピン用キャップは、木部材のピン孔と接合金具のピン孔とが一致するように木部材の接合部分に接合金具を組み込み、木部材のピン孔と接合金具のピン孔とを貫通するようにドリフトピンを挿入した後、そのピン孔に装着される合成樹脂製のドリフトピン用キャップであって、ドリフトピンの反対側となる表面側から叩かれる等して押されるキャップ頭部と、キャップ頭部の裏面側からピン孔側に向かって突出して設けられ、ピン孔の内周面に外周面が密接する外周凸部と、その外周凸部の内側であって外周凸部との間に空間部を確保しつつキャップ頭部の裏面側からピン孔側に向かって突出して設けられた中央凸部とを有することを特徴とする。これによれば、木部材のピン孔と接合金具のピン孔とを一致させ、そのピン孔にドリフトピンを挿入し、その後ピン孔にドリフトピン用キャップを装着した後、ドリフトピン用キャップのキャップ頭部を叩くと、中央凸部が外周凸部より相対的にピン孔内部へ移動し、ドリフトピンを内部へ押して移動させ、かつ、その後、中央凸部がその弾性により戻る。そのため、中央凸部先端がドリフトピン頭部より離れ、ドリフトピンとドリフトピン用キャップとの間に直接的な接触がなくなり、両者の間が、熱伝導率が最も低い空気層で満たされるので、従来のものよりも断熱性能が向上する。
また、請求項２に記載の発明に係るドリフトピン用キャップは、請求項１または請求項２記載のドリフトピン用キャップにおいて、キャップ頭部と中央凸部との間には、テーパー部が設けられていることを特徴とする。これによれば、テーパー部がバネの作用をして撓んだり変形し易いため、中央凸部が外周凸部より移動および復元し易いと共に、キャップ頭部がハンマー等により叩かれた際に、テーパー部の傾斜方向に外力が作用するので、外周凸部とピン孔の内周面との間に摩擦力が発生し易くなり、テーパー部がない場合よりもキャップがピン孔の内部へ移動することも防止できる。
また、請求項３に記載の発明に係るドリフトピン用キャップは、請求項１記載のドリフトピン用キャップにおいて、外周凸部より中央凸部の方がピン孔に向かって突出していることを特徴とする。これによれば、外周凸部とドリフトピンの頭部とが当接することがなくなるため、ドリフトピンとドリフトピン用キャップとの間にその間での熱伝導を大幅に低減する空気層を確実に形成できる。
また、請求項４に記載の発明に係るドリフトピン用キャップは、請求項１または請求項２記載のドリフトピン用キャップにおいて、前記外周凸部の外周には、外側に突出しピン孔の内径より外径が大きいストッパ部が設けられていることを特徴とする。これによれば、そのピン孔にドリフトピン用キャップを装着した後、ドリフトピン用キャップのキャップ頭部を叩いたとしても、ドリフトピン用キャップはストッパ部により止まっているので、ドリフトピン用キャップがピン孔の奥深く入ることを防止して、ドリフトピンとドリフトピン用キャップとの間に同様な低熱伝性の空気層を確実に形成できる。
また、請求項５に記載の発明に係るドリフトピン用キャップの使用方法は、木部材のピン孔と接合金具のピン孔とが一致するように木部材の接合部分に接合金具を組み込み、木部材のピン孔と接合金具のピン孔とを貫通するようにドリフトピンを挿入した後、そのドリフトピンに中央凸部の先端が当接するように請求項１〜請求項４のいずれか一の請求項に記載のドリフトピン用キャップをピン孔に装着し、その後、ドリフトピン用キャップのキャップ頭部を叩きドリフトピンをより中へ移動させることを特徴とする。これによれば、ドリフトピンとドリフトピン用キャップとの間が分断され、熱伝導率の最も低い空気層で満たされるので、断熱性能を確実に向上させることができる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のドリフトピン用キャップおよびその使用方法によれば、木部材のピン孔と接合金具のピン孔とを一致させ、そのピン孔にドリフトピンを挿入し、さらにドリフトピン用キャップを装着した後、ドリフトピン用キャップのキャップ頭部を外側から叩く等してドリフトピンの方へ押すと、中央凸部が外周凸部より相対的にピン孔内部へ移動し、ドリフトピンを内部へ押して移動させ、かつ、その後、中央凸部がその弾性により戻る。そのため、中央凸部先端がドリフトピン頭部より離れ、ドリフトピンとドリフトピン用キャップとの間にその間を非接触状態に分断する空気層が形成されるので、その低熱伝導性の空気層の存在により、従来のものよりも断熱性能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】ドリフトピンを使用した木部材の接合部分（仕口）を示す分解斜視図
【図２】ドリフトピンを使用した木部材の接合部分（仕口）の部分断面斜視図である。
【図３】図２におけるＡ矢視の拡大図である。
【図４】本発明に係るドリフトピン用キャップを示す図である。
【図５】本発明に係るドリフトピン用キャップの使用方法を示す図である。
【図６】比較例１〜３と、このドリフトピン用キャップを用いた場合の空気層を示す図である。
【図７】比較例１〜３と、このドリフトピン用キャップを用いた場合の測定結果を示す図である。
【図８】室温が２０℃のときに結露する表面温度を示す図である。本発明に係るドリフトピン用キャップを用いた木部材の補強構造を示す図である。
【図９】ドリフトピン用キャップの他の例を示す図である。
【図１０】ドリフトピン用キャップの他の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１は、ドリフトピン１を使用した木部材の接合部分（仕口）を示す分解斜視図、図２は、その接合部分の部分断面斜視図、図３は、図２におけるＡ矢視の拡大図である。図１および図２に示すように、ドリフトピン１を使用した木部材の接合は、例えば、桁２１と梁２２の木部材を、接合金具３を使用して接合する場合に、梁２２のピン孔２２ａと接合金具２のピン孔３ａとが一致するように桁２１と梁２２の接合部分に接合金具３を組み込む。そのため、接合金具２は、図示しないボルトとナットにより桁２１に固定されている一方、梁２２には、ピン孔２２ａだけでなく、接合部分に接合金具３の形状に合わせたスリット２２ｂが形成されている。そして、図１に示すように桁２１に固定した接合金具２を、図２に示すように梁２２のスリット２２ｂに組み込み後、図３に示すように梁２２のピン孔２２ａからそのピン孔２２ａと接合金具２のピン孔３ａとを貫通するようにドリフトピン１をその先端１a側から圧入する。その後、そのドリフトピン１の後端１ｂ側のピン孔２２ａに本発明に係るドリフトピン用キャップ（以下、単にキャップと略す場合がある。）４を装着してピン孔２２ａを塞ぎ、後述する図５に示すようにキャップ４のキャップ頭部４１をハンマー（図示せず。）等により叩いたり、押す等してドリフトピン１をさらに移動させる。
【００１０】
図４は、本発明に係るドリフトピン用キャップ４の実施形態を示す図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は底面図、（ｃ）は側面図、（ｄ）はＢ−Ｂ線断面図である。このキャップ４は、合成樹脂からなるもので、ドリフトピン１の反対側となる表面側から叩かれる等して押されるキャップ頭部４１と、キャップ頭部４１の裏面側からピン孔２２ａ側に向かって突出して設けられ、ピン孔２２ａの内周面に外周面が密接する外周凸部４２と、その外周凸部４２の内側であって外周凸部４２との間に空間部４４を確保しつつキャップ頭部４１の裏面側からピン孔２２ａ側に向かって突出して設けられた中央凸部４３とを有する。ここで、キャップ頭部４１と外周凸部４２との間には、テーパー部４５が設けられており。このテーパー部４５の反対側と中央凸部４３と外周凸部４２との間に空間部４４が形成されることになる。ただし、本発明では、テーパー部４５を必ずしも設ける必要は無く、省略することもできる。
【００１１】
次に、本発明に係るドリフトピン用キャップ４の使用方法（装着手順）について説明する。図５（ａ）〜（ｃ）は、その使用方法を示す図である。まず、図５（ａ）に示すように、梁２２のピン孔２２ａと接合金具２のピン孔３ａとを貫通するようにドリフトピン１をその先端１ａ側から圧入した後、そのドリフトピン１の後端１ｂ側のピン孔２２ａに、キャップ４を装着する。その際、中央凸部４３の先端がドリフトピン１の後端１ｂに当るまでキャップ４をピン孔２２ａに押し込むが、キャップ頭部４１はピン孔３ａの外側に突出するような状態を保っておくことが望ましい。これは、後述するようにキャップ頭部４１をハンマー（図示せず。）等により叩く必要があるからであり、キャップ頭部４１がピン孔３ａの外側に突出している方が叩き易いからである。なお、外周凸部４２の外周面は、ピン孔２２ａの内周面に密接しているので、キャップ４がピン孔２２ａから脱落することはない。また、図５では、ドリフトピン１の後端１ｂは、角部の面取りをしているが、本発明では、必ずしも面取りをする必要はない。ただし、ドリフトピン１の後端１ｂを外周凸部４２の幅以上で面取りをすると、中央凸部４３の先端がドリフトピン１の後端１ｂに当接していても、外周凸部４２の先端がドリフトピン１の後端１ｂに当接することがなくなるので、キャップ４とドリフトピン１との間を、熱伝導の面から効果的に分断する低熱伝導性の空気層４６を確実に形成できる。また、ここでは、ドリフトピン１の後端１ｂ側のピン孔２２ａにキャップ４を装着する場合について説明しているが、これは、室外側から室内側へドリフトピン１を挿入しているからである。室内側から室外側へドリフトピン１を挿入する場合には、室外側となるドリフトピン１の先端１ａ側のピン孔２２ａにキャップ４を装着することになる。なお、ドリフトピン１の先端１ａ側および後端１ｂ側双方のピン孔２２ａにキャップ４を装着することもできる。
【００１２】
次に、図５（ｂ）に示すように、ピン孔２２ａに装着したキャップ４のキャップ頭部４１を、ハンマー（図示せず。）等により矢印方向に叩く。ここで、キャップ４は、合成樹脂で出来ており、しかも、キャップ頭部４１から外周凸部４２へ続くテーパー部４５を有し、かつ、そのテーパー部４５の反対側には中央凸部４３と外周凸部４２との間に空間部４４が設けられているので、テーパー部４５が撓み易く、変形し易い。そのため、キャップ頭部４１を叩くと、キャップ４の中央凸部４３が外周凸部４２より相対的にピン孔２２ａ内部へ移動して、中央凸部４３の先端がドリフトピン１の後端１ｂを押し、ドリフトピン１をより内部、すなわち図上左側方向へ移動させる。これに対し、キャップ４は、テーパー部４５がキャップ頭部４１の外周から外周凸部４２の方向に向かって傾斜しているので、キャップ頭部４１が叩かれた際、テーパー部４５にはその傾斜方向に外力が作用し、外周凸部４２とピン孔２２ａの内周面との間に摩擦力が発生し易くなり、テーパー部４５がない場合よりもキャップ４全体がピン孔２２ａの内部へ移動することを防止できる。
【００１３】
そして、ハンマー等の外力が除かれた後は、中央凸部４３と外周凸部４２とが、その弾性やそれらの間のバネ作用により原形状および原位置に戻る。すると、中央凸部４３の先端がドリフトピン１の後端１ａより離れ、ドリフトピン１の後端１ａとキャップ４との間を効果的に分断する空気層４６が形成される。特に、このキャップ４は、上述したように変形し易く、また、図５（ｂ）に示すようにテーパー部４５がバネの働きをするので、ハンマー等の外力が除かれた後は、原形状および原位置に戻り易い。そのため、キャップ頭部４１をハンマー（図示せず。）等により軽く叩くだけで、ドリフトピン１の後端１ａとキャップ４との間を分断する空気層４６を簡単かつ確実に形成することができる。その結果、次の測定結果に示すように冬季の結露発生を防止した効果的な断熱性能の向上が図られた。
【００１４】
次に、このキャップ４と、比較例１〜３とを用いたそれぞれの場合の熱貫流率の測定結果を示す。図６（ａ）〜（ｄ）は、この測定で使用するドリフトピンとドリフトピン用キャップとを示す図で、（ａ）は比較例１でキャップ無しの例、（ｂ）は比較例２で断面コ字状のキャップ４Ａが有って、ドリフトピン１Ａの後端に密着させたことにより実質的に空気層が存在しない例、（ｃ）は比較例３で断面コ字状のキャップ４Ｂが有って、その外周部のみがドリフトピン１の後端に接触し、キャップ４Ｂの外周部に囲まれた小さな空気層４６Ｂが存在する例、（ｄ）は実施形態のキャップ４により空気層４６を形成した例を示しており、これら４つの場合でドリフトピンの先端温度（室内側表面温度）や熱貫流率を測定した。図７は、これら４つの測定結果を示す図である。図８は室温が２０℃のときに結露する表面温度を示している。
【００１５】
図７に示すように、これら４つの場合ともドリフトピンの直径は１６ｍｍで、全長は、それぞれ、１０５．０ｍｍ、１０３．５ｍｍ、９５．０ｍｍ、９８．５ｍｍで、空気層の軸心方向の長さは０ｍｍ、０ｍｍ、１．５、ｍｍ、１．５ｍｍ、キャップ厚は０ｍｍ、１．５ｍｍ、８．５ｍｍ、５．０ｍｍで実験を行って、ドリフトピンの先端温度（室内側表面温度）や、比較例１との比較で熱貫流率を測定した。なお、室外は０℃、室内は２０℃である。また、室内側と室外側の距離は、全ての条件で等しく１０５ｍｍとなっている。その結果、次に詳述するように、比較例１〜３では、十分な断熱効果を得られないことがわかった。
【００１６】
つまり、ドリフトピンの先端温度を計算したところ、図６（ａ）の比較例１および（ｂ）の比較例２の場合では、５．８℃となっており、図８から、湿度４０％の室内でも結露することがわかる。冬季の室内湿度は、３０％〜６０％程度であることから、これらの比較例１および比較例２の場合、冬季は常に結露することが予測される。
【００１７】
また、図６（ｃ）に示す比較例３の場合、熱貫流率は、比較例２の場合とほとんど変わらず、熱貫流率の変化は、図６（ａ）の場合と比較して２％程度下がっただけであり、ほとんど 変化しないと言える。ドリフトピンの先端温度を計算したところ、６．１℃となっており、図８より湿度４０％の室内でも結露することになる。その結果、図６（ｃ）に示す比較例３の場合も、室内湿度が３０％〜６０％程度の冬季では結露することが予測され、好ましい断熱状態であるとは言えない。
【００１８】
そして、図６（ｄ）に示す本実施形態のキャップ４のように、キャップ４がドリフトピン１の後端１ｂに全く接触せずに、キャップ４とドリフトピン１との間が完全に空気層４６で分断されている場合、熱貫流率は、比較例１のものに対し０．５５７となった。つまり、比較例１の場合と比べ、熱貫流率が４４％程度下がっており、大きな効果があるといえる。そして、この場合、ドリフトピンの先端温度を計算したところ、１２．１℃となっており、図８より、湿度６０％の室内でも結露しないことが確認できた。冬季に湿度６０％ に達することはほとんど無いと考えられることから、冬季でも結露させずに十分な断熱効果が得られることがわかる。
【００１９】
なお、これらの検証から明らかになったことは、ドリフトピン１とキャップ４との聞に、熱伝導率の低い材料（空気、 グラスウール、ロックウール、発泡ポリスチレン等）を全断面 にわたって介在させると有効であるということである。また、以上より、本実施形態では、例えば、木部材の幅が１０５ｍｍと仮定した場合、ドリフトピンの長さ ９６〜９８mm、キャップ４の厚みは５ｍｍ程度、空気層は１．５ｍｍ以上とすることが望ましいことになる。
【００２０】
従って、このキャップ４によれば、梁２２のピン孔２２ａと接合金具３のピン孔３ａとを一致させた後、そのピン孔２２ａ，３ａにドリフトピン１を挿入し、さらにそのピン孔２２ａにキャップ４を装着し、その後、キャップ４のキャップ頭部４１を叩くと、中央凸部４３が外周凸部４２より相対的にピン孔２２ａ内部へ移動し、ドリフトピン１を内部へ押して移動させ、かつ、その後、中央凸部４３がその弾性により戻る。そのため、キャップ４の中央凸部４３先端がドリフトピン１の後端１ｂより離れ、ドリフトピン１とキャップ４との間にその間を効果的に分断する空気層４６が形成される。その結果、キャップ４とドリフトピン１との間を低熱伝導性の空気層４６の存在により断熱性能が向上し、比較例１〜３との測定結果からもわかるように、冬季でも結露させずに十分な断熱効果を得ることができる。
【００２１】
なお、上記実施形態では、図４に示すような外周凸部４２の先端と中央凸部４３の先端とが同一平面に位置させたキャップ４により説明したが、本発明では、これ限らず、例えば、図９や図１０に示すようなドリフトピン用キャップ５，６でも良い。図９は、ドリフトピン用キャップ５を示す図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は底面図、（ｃ）は側面図、（ｄ）はＣ−Ｃ線断面図であり、図４に示すキャップ４とは異なり、外周凸部５２の先端より中央凸部５３の先端の方がピン孔２２ａに向かって突出している。
【００２２】
また、図１０は、ドリフトピン用キャップ６を示す図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は底面図、（ｃ）は側面図、（ｄ）はＤ−Ｄ線断面図であり、図４に示すキャップ４とは異なり、外周凸部６２の外周に、外側に突出しピン孔２２ａ，３ａの内径より外径が大きいストッパ部６４を設けている。そのため、そのドリフトピン１の後端１ｂ側のピン孔２２ａにこのキャップ６を装着した後、そのキャップ頭部６１を叩いたとしても、キャップ６はストッパ部６４により止まるので、キャップ６がピン孔２２ａの奥深く入ることを防止して、ドリフトピン１とキャップ６との間にその間を熱伝導の面から分断する空気層４６をより簡単かつ確実に形成できる。なお、図１０に示すキャップ６の場合も、図９に示すように外周凸部６２の先端より中央凸部６３の先端の方をピン孔２２ａに向けて突出させるようにしても良い。
【符号の説明】
【００２３】
１…ドリフトピン、２１…桁、２２…梁、２２ａ…ピン孔、２２ｂ…スリット、３…接合金具、３ａ…ピン孔、４，５，６…ドリフトピン用キャップ，４１，５１，６１…キャップ頭部、４２，５２，６２…外周凸部、４３，５３，６３…中央凸部、４４…空間部、４５…テーパー部、４６…空気層、６４…ストッパ部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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